Определение выхода летучих веществ

Общие сведения

В процессе нагревания всех видов твёрдого топлива происходит распад органических веществ горючей массы с выделением газообразных продуктов разложения – летучих веществ. Они бывают горючие и негорючие. К первым относятся: водород, окись углерода, метан, сложные углеводороды, ко вторым – водяные пары.

Твёрдый остаток топлива, полученный после отгонки летучих веществ, называется коксом. Он состоит из углерода и золы. Кокс различают: порошко-образный, слипшийся, сплавленный, слабоспёкшийся, рыхлый, вспученный и др.

Содержание летучих веществ и характер кокса влияют на процесс горения топлива: температуру воспламенения, характер пламени, оживление процессов горения на решётке в случае спекающихся коксов и т.д.

По количеству летучих веществ и характеру кокса каменные угли маркируют на длиннопламенные, газовые, тощие и др., а также учитывают эти характеристики при выборе способа сжигания топлива и конструкции отдельных элементов топки.

Количество летучих принято определять на горючую массу топлива V^Г с помощью весового метода. Сущность метода заключается в нагревании навески топлива в закрытом тигле при температуре 850°С. выход летучих веществ вычисляется по разности между общей потерей массы и потерей, происходящей за счёт испарения влаги.

Порядок проведения опыта

Взвесив с точностью до 0, 001 г просушенный тигель 6 (см. рис. 2) с крышкой, помещают в него 1 г измельчённого топлива, покрывают крышкой и снова взвешивают.

Открывают дверцу муфельной печи 1, нагретой до устойчивой температуры 850°С, и быстро ставят в печь тигель 6, закрытый крышкой.

Продолжительность нагревания пробы угля массой 1 г составляет 7 мин. При навеске более 1 г об окончании нагревания топлива судят по исчезновению язычков пламени из отверстия в крышке. это свидетельствует о завершении сгорания основной массы летучих веществ.

Температура при нагревании навески топлива не должна превышать 850°С, что контролируется термоэлектрическим пирометром 3, 4.

По окончании нагревания тигель вынимают из печи. При наличии налёта сажи на внешней поверхности тигля опыт повторяют, так как это приводит к искажению весовых соотношений.

Вынутый тигель охлаждают на воздухе 5 мин и окончательно в эксикаторе до комнатной температуре.

После охлаждения тигель с коксом взвешивают и определяют искомые величины:

где g₁ – убыль массы топлива, г;

g – масса навески топлива, г;

- влажность аналитической пробы топлива, %;

где - содержание золы в аналитической пробе топлива, %.

В конце опыта рекомендуется осторожно высыпать твёрдый остаток из тигля на бумагу и, осмотрев его, указать характер полученного кокса.

Анализ полученных результатов

В конце проведения опытов нужно сравнить полученные данные влажности, зольности и выхода летучих веществ топлива с нормативными вели -чинами для данного сорта топлива (табл. 2) и при наличии значительных рас - хождений установить причины этого.

Обобщение опытных данных по исследуемому топливу приводят в табл.1.

Таблица 1

Сорт топлива

Показатели		AC %	VГ %	Примечание *
Опытные Нормативные Расхождение

* Привести объяснения выявленных расхождений.

где - низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, ккал/кг (табл. 2.);

- соответственно влажность и зольность рабочей массы топлива, %

(табл. 2).

При значении < 3 % топливо считают маловлажным, при > 8 % -сильновлажным.

Если < 4 %, топливо считают малозольным.

Таблица 2

Республика, край, область	Бассейн, месторождение	Марка топлива	%	%	AC %	%	VГ %
УССР, Донецкая, Луганская области; РСФСР, Ростовская область	Донецкий	Д Г Т А Ж	13, 0 8, 0 5, 0 8, 5 9, 0	21, 8 23, 0 23, 8 22, 9 35, 5	25, 0 25, 0 25, 0 25, 0 39, 0	4, 5 3, 0 1, 5 2, 5 1, 3	44, 0 40, 0 15, 0 3, 5 30, 0
РСФСР, Кемеровская область	Кузнецкий	Д Г Т	12, 0 8, 5 6, 5	13, 2 11, 0 16, 8	15, 0 12, 0 18, 0	4, 0 3, 0 1, 5	42, 0 40, 0 13, 0
Коми АССР	Печорский:   Воркутинское	Ж	5, 5	23, 6	25, 0	1, 8	33, 0
Интинское	Д	11, 0	25, 4	28, 6	7, 0	40, 0
РСФСР, Пермская область	Кизеловский	Г	6, 0	31, 0	33, 0	1, 5	42, 0
РСФСР, Свердловская область	Егоршинское	ПА	8, 0	23, 9	26, 0	1, 5	9, 0
РСФСР, Красноярский край	Минусинский: Черногорское	Д	14, 0	15, 5	18, 0	8, 0	44, 0
РСФСР, Иркутская область	Черемховское	Д	13, 0	27, 0	31, 0	4, 5	47, 0

Контрольные вопросы

1. Как объяснить влияние балластных примесей – влажности, зольности - на тепловой эффект горения топлива?

2. Как классифицируется влажность и зольность топлива? Летучие вещества и кокс?

3. Каким методом пользуются для определения зольности, влажности и выхода летучих веществ?

4. Как определяется гигроскопическая влажность топлива?

5. Почему температура воздуха в сушильном шкафу поддерживается 102-105°С?

6. Каково назначение и устройство эксикатора?

7. Как определяется содержание золы в абсолютно сухом топливе?

8. Каково назначение, принцип действия и устройство термоэлектрического пирометра?

9. Как влияют на процесс горения топлива содержание летучих веществ и

характер кокса?

10. Как определяется выход летучих веществ на горючую массу топлива?

11. Как классифицируется топливо: по величине приведенной влажности топлива, по приведенной зольности?